FR2620533A1 - METHOD AND DEVICE FOR DETECTING THE FILLING OF A CLARIFICATION SWINGER OF NUCLEAR FACILITIES - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif et un procédé de détection du remplissage et/ou de la charge du tambour d'une essoreuse de clarification alimentée en fluides radioactifs d'installations nucléaires, ainsi que de recherche de la combustion nucléaire d'éléments combustibles. Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend : - un spectromètre gamma 28 dont le détecteur 26 est disposé à hauteur du tambour 6 de l'essoreuse de clarification 2 pour détecter le rayonnement gamma, et - une installation d'exploitation 30 pour détecter la hauteur de pointe et la largeur de pointe des raies des spectres gamma de nuclides des eaux résiduaires particuliers prédéterminés et/ou pour déterminer la quantité de charge à partir des valeurs de hauteur et de largeur détectées, ainsi que pour détecter la combustion nucléaire d'éléments combustibles. Application pour la mesure de la combustion nucléaire d'éléments combustibles.The invention relates to a device and a method for detecting the filling and / or loading of the drum of a clarification wringer supplied with radioactive fluids from nuclear installations, as well as for researching the nuclear combustion of fuel elements. The device according to the invention is characterized in that it comprises: - a gamma spectrometer 28, the detector 26 of which is arranged at the height of the drum 6 of the clarification wringer 2 to detect gamma radiation, and - an installation for operation 30 to detect the peak height and peak width of the lines of the predetermined particular wastewater nuclide gamma spectra and / or to determine the amount of filler from the height and width values detected, as well as to detect the nuclear combustion of fuel elements. Application for measuring the nuclear combustion of fuel elements.
Description
océdé et dispositif de détection du remplissage d'une essoreuseocédé and device for detecting the filling of a wringer
clarification d'installations nucléaires. clarification of nuclear installations.
invention concerne un procédé de détection du remplissage et/ou The invention relates to a method for detecting filling and / or
la charge du tambour d'une essoreuse de clarification alimen- the drum load of a food clarification wringer
e en fluides radioactifs d'installations nucléaires, ainsi que recherche de la combustion nucléaire d'éléments combustibles, e in radioactive fluids from nuclear installations, as well as research into the nuclear combustion of fuel elements,
l'utilisation du procédé pour la mesure de la combustion nu- the use of the process for the measurement of
éaire d'éléments combustibles, ainsi qu'un dispositif pour la mi- of combustible elements, as well as a device for the
en oeuvre de ce procédé. -of this process. -
connrait, par le brevet DE-OS 3522126, un dispositif de traite- DE-OS 3522126 discloses a device for
nt d'eaux résiduaires radioactives provenant d'installations nu- radioactive waste water from
cléaires, dans lequel les eaux résiduaires sont traitées dans une essoreuse à filtre de clarification qui est surveillée contre la in which the wastewater is treated in a clarifying filter wringer which is monitored against
surcharge par une sonde de mesure de niveau fonctionnant sans con- overload by a level measuring probe operating without
tact.tact.
Par le brevet DE-PS 3241624, on connait un procédé et un disposi- DE-PS 3241624 discloses a method and a device
tif de détermination de la charge en solides du tambour d'une esso- the determination of the solid load of the drum of a drum.
reuse. Le tambour d'essoreuse et un corps additionnel relié au tam- reuse. The spinning drum and an additional body connected to the drum
bour sont mis en oscillation propre, et on mesure ensuite la fré- bour are set in proper oscillation, and then the frequency is measured.
quence des oscillations propres dépendant de la charge en solides quence of the own oscillations depending on the load in solids
ou une grandeur dérivable de la fréquence. or a magnitude differentiable from the frequency.
Le brevet DE-OS 2552568 concerne un dispositif de signalisation du DE-OS 2552568 relates to a signaling device of the
remplissage de volume de boue maximal admissible du tambour rota- maximum permissible sludge volume filling of the rotating drum
tif d'un séparateur. La position de la frontière de phases entre les milieux à séparer dans le tambour de séparateur est détectée tif of a separator. The position of the phase boundary between the media to be separated in the separator drum is detected
par des barrages photoélectriques.by photoelectric barriers.
Le brevet DE-OS 3301113 concerne un procédé et un dispositif de sé- DE-OS 3301113 relates to a method and a device for separating
paration de milieux. La frontière de phases des milieux à séparer paration of environments. The phase boundary of the media to be separated
est détectée dans une zone de transition avec plusieurs zones d'a- is detected in a transition zone with multiple zones of
nalyse à l'aide de plusieurs rayonnements d'interrogation qui peu- with several interrogation radiations which can be
vent être par exemple des rayonnements lumineux. for example, light radiation.
Le brevet DE-OS 3622886 concerne une essoreuse pour séparer des so- DE-OS 3622886 relates to a wringer for separating
lides d'avec des fluides, par exemple de produits de fission de with fluids, for example fission products from
combustible nucléaire dissous. La-quantité de s3lides est détec- dissolved nuclear fuel. The amount of solids is detected
tée à l'aide d'une installation à boite dyrnamométrique qui permet using a dyrnamometric box
le peser le tambour de l'essoreuse et son contenu pendant le fonc- weigh the drum of the wringer and its contents during the
ionnement. [l est déjà connu de calculer la combustion nucléaire d'éléments Combustibles à partir du spectre gamma de produits de fission, en ioning. It is already known to calculate the nuclear combustion of fuel elements from the gamma spectrum of fission products, in
Lmenant un élément combustible à analyser dans une chambre de mesu- Including a fuel element to be analyzed in a measuring chamber
re protégée par écran de plomb, en l'y serrant à ses extrémités re shielded by lead screen, squeezing it at its ends
ians un dispositif de positionnement, et en le faisant passer pas- in a positioning device, and by passing it
i-pas devant un collimateur à plomb et un détecteur ("Mesure de la Combustion nucléaire par expérimentation de puissance nulle par i-step in front of a collimator plummet and a detector ("Measurement of nuclear combustion by experimentation of null power by
samma-spectrographie" de J. Knot et Autres, "Atomkernenergie", 13è- samma-spectrography "by J. Knot and Others," Atomkernenergie ", 13th
re année (1980>, pages 67 à 71). Dans le cas de ce procédé connu, year (1980>, pages 67 to 71). In the case of this known process,
in inconvénient réside en ce que la mesure de combustion nucléai- The disadvantage is that the measurement of nuclear combustion
-e peut être.faussée parla géométrie spéciale de l'élément combus- It can be overcome by the special geometry of the fuel element
ible. De plus, ce type de mesure de la combustion nucléaire est. ible. In addition, this type of measurement of nuclear combustion is.
Lié à une dépense relativement élevée. Linked to a relatively high expense.
Za présente invention a pour but de fournir un nouveau procédé de It is an object of this invention to provide a novel method of
iétection du remplissage et/ou de la charge du tambour d'une esso- detection of the filling and / or the load of the drum of an esso-
-euse de clarification alimentée en fluides radioactifs ainsi que Dour la mesure -de la combustion nucléaire d'éléments combustibles lui puisse être mis en oeuvre avec une faible dépense; elle doit a clarification machine supplied with radioactive fluids as well as for the measurement of nuclear combustion of fuel elements can be implemented with a low expenditure; she must
1galement fournir un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procé- Also provide a device for the implementation of this procedure.
lé. ?e but est atteint grâce au fait qu'on mesure spectroscopiquement the. This goal is achieved thanks to the fact that we measure spectroscopically
Le rayonnement gamma des fluides et/ou des solides contenus de- The gamma radiation of fluids and / or solids contained
lans et on évalue quantitativement le spectre gamma pour un ou plu- lans and the gamma spectrum is quantitatively evaluated for one or more
sieurs nuclides pour la détection de la quantité respective de rem- nuclides for the detection of the respective quantity of
plissage et/ou de charge. Une utilisation particulière du procédé, par laquelle la combustion nucléaire d'éléments combustibles peut être détectée, fait également partie de l'invention, ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé. pleating and / or charging. A particular use of the process, by which the nuclear combustion of fuel elements can be detected, is also part of the invention, as well as a device for carrying out the method.
Grâce au procédé selon l'invention, on peut détecter le remplissa- Thanks to the method according to the invention, the filling can be detected.
ge et/ou la charge sans contact dans l'essoreuse, ce qui est très ge and / or non-contact load in the wringer, which is very
avantageux sur le plan technique de procédé et du point de vue sé- advantageous from a technical point of view and from the point of view of
curité. La mesure de l'activité gamma peut être effectuée à l'ai- curity. Measurement of gamma activity can be carried out by
de d'un spectromètre gamma du commerce. Le procédé est suffisam- of a commercial gamma spectrometer. The process is sufficient
ment précis.precisely.
Le procédé peut également être utilisé avantageusement pour la dé- The method can also be used to advantage for
tection de la combustion d'éléments combustibles et à d'autres for- the combustion of fuel elements and other
mes de mise en oeuvre. Celà permet par exemple un contrôle des don- my implementation. This allows for example a control of
nées d'exploitation correspondantes. Des géométries spéciales de corresponding operating income. Special geometries of
l'élément combustible ne peuvent pas fausser la mesure de combus- the fuel element can not distort the fuel
tion nucléaire. Il est particulièrement avantageux que la mesure de la combustion nucléaire puisse être effectuée lors du nouveau retraitement du combustible d'éléments combustibles brûlés au nuclear power. It is particularly advantageous that the measurement of the nuclear combustion can be carried out at the time of the new reprocessing of the fuel of burned fuel elements.
moyen d'une opération de clarification de la solution de combusti- means of an operation to clarify the fuel solution
ble au moyen d'une essoreuse de clarification. On peut renoncer à ble by means of a clarification wringer. We can give up
des dispositifs supplémentaires pour le traitement de crayons com- additional devices for the treatment of pencils
bustibles.fuels.
Le dispositif utilisé pour la mise en oeuvre du procédé est robus- The device used for the implementation of the method is robust
e et peu sensible aux dérangements. e and not very sensitive to disturbances.
autres formes avantageuses et utiles de la solution du but con- other advantageous and useful forms of the goal solution
orme à l'invention sont caractérisées dans la description elm to the invention are characterized in the description
uivante. invention va être décrite ci-après plus en détail en référence Lu dessin annexé dans lequel: La figure 1 représente schématiquement un dispositif pour la détection du remplissage et/ou de la charge d'un uivante. The invention will be described below in more detail with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 schematically represents a device for detecting the filling and / or the load of a
tambour d'essoreuse de clarification alimentée en flui- drum of clarification wringer powered by fluid
des radioactifs d'installations nucléaires ainsi que pour la détection de la combustion nucléaire d'éléments combustibles en utilisant l'essoreuse de clarification radioactive nuclear facilities as well as for the detection of the nuclear combustion of fuel elements using the clarification wringer
alimentée en fluides radioactifs d'installations nucléai- supplied with radioactive fluids from nuclear
res, et la figure 2 est un diagramme représentant la va- res, and Figure 2 is a diagram representing the
riation d'activité en fonction du temps et de l'état de activity as a function of time and the state of
remplissage et/ou de charge de l'essoreuse de clarifica- filling and / or charging the clarifiers wringer
tion. La figure 1 représente en coupe une essoreuse de clarification 2 tion. FIG. 1 represents in section a clarification wringer 2
ivec un carter 4 et un tambour 6 qui est entrainé par un tambour 8. with a housing 4 and a drum 6 which is driven by a drum 8.
Le tambour présente sur sa face supérieure une rainure annulaire qui communique avec la cavité 14 du tambour par des perçages 12 The drum has on its upper face an annular groove which communicates with the cavity 14 of the drum by holes 12
lirigés vers l'extérieur.lirigated outward.
In tube d'alimentation 15 pour les eaux résiduaires radioactives In feed tube 15 for radioactive wastewater
s'élève à l'intérieur de la rainure annulaire 10. rises inside the annular groove 10.
Unre dérivation 16 est prévue pour la fraction de fluide clarifiée A derivation 16 is provided for the clarified fluid fraction
du fluide radioactif amené.radioactive fluid brought.
Une fraction solide formant un gâteau 24 décalée sur la paroi inté- A solid fraction forming a cake 24 shifted on the inner wall.
rieure du tambour est rincée avec de l'eau par une lance 20 équi- drum is rinsed with water by a 20-gauge spear.
pée de pulvérisateurs 18 et sort du carter 4 vers le bas avec l'eau de rinçage par une tubulure de sortie 22. Par le rinçage du solide seédimenté, la vitesse de rotation du tambour est fortement Sprayers 18 and out of the casing 4 downwards with the rinsing water through an outlet pipe 22. By rinsing the solid sedimented, the speed of rotation of the drum is strongly
réduite, la plus grande fraction du fluide se trouvant dans le tam- reduced, the largest fraction of the fluid in the drum
bour se trouvant encore dans un conduit récepteur eL pouvant s'é- bour still in a receiver duct eL being able to
couler par la dérivation 16.flow by the bypass 16.
Dans la région du tambour est disposé un détecteur 26 d'un spectro- In the region of the drum is disposed a detector 26 of a spectrophotometer
mètre gamma qui est relié à une unité d'exploitation 30, avanLageu- gamma meter which is connected to an operating unit 30,
sement ce qu'il est convenu d'appeler un calculateur intelligent, pour la détection des quantités de fluide amenées (charge Lotale) ainsi que de la quantité de la fraction solide sédimentée et/ou de the so-called intelligent calculator, for the detection of the quantities of fluid supplied (Lotale charge) as well as the quantity of the sedimented solid fraction and / or
la fraction fluide absorbée des raies gammula. the fluid fraction absorbed from the gamma rays.
Le détecteur se trouve, comme il est connu en soi, derrière un col- The detector is, as is known per se, behind a collar
limateur à plomb et est monté avantageusement mobile le long du plumber and is mounted advantageously movable along the
Lambour sur un bâtLi 34 ou similaixre (voir flèche 36). On peut éga- Lambour on a stick 34 or similaixre (see arrow 36). We can also
lemient prévoit plusieurs détecteurs qui sont avantageusementL dispo- lemient provides several detectors which are advantageously
sés les uns au-dessus des autres le long du tambour et qui peu- one above the other along the drum and who can
vent en oultre être montés mobiles (non représentés). In addition, they may be mounted movably (not shown).
Le fluide radioactif amené contient entre autres comme fraction so- The supplied radioactive fluid contains inter alia as a fraction of
lide du césium-137/134, du cérium-144 et du rhodium-106 qui se transforme en ruthénium-106. La composition du fluide ainsi que Cesium-137/134, cerium-144 and rhodium-106 are converted into ruthenium-106. The composition of the fluid as well as
les quantités relatives des composants sont connues. Lors du char- the relative amounts of the components are known. During the
gement de la centrifugeuse de clarification, on peut donc détec- of the clarification centrifuge, it is therefore possible to detect
ter la quantité de fluide amenée, par mesure et interprétation des the amount of fluid supplied, by measuring and interpreting the
raies gamma Cs à l'aide du spectromètre 28 et de l'unité d'exploi- gamma rays Cs using spectrometer 28 and the unit of operation
tation 30.30.
Aussitôt que le solide sédimente, la raie gamma-rhodium-106 augmen- As soon as the solid sediments, the gamma-rhodium-106 line increases
te dans le spectre gamma. Du fait que la fraction solide est cons- te in the gamma spectrum. Because the solid fraction is
tituée à environ 40% de rhodium-106, on peut ainsi détecter par in- at around 40% rhodium-106, we can detect
terprétation des raies gamma la quantité de rhodium-106 sédimenté gamma ray interpretation the amount of sedimented rhodium-106
et ensuite, à partie de celle-ci, la quantité de solide sédimenté. and then, from this, the amount of sedimented solid.
On interprète alors, de manière connue, les raies gamma respecti- The known gamma lines are then interpreted in a known manner.
ves en ce qui concerne la hauteur de pointe et la largeur de poin- with regard to the height of the point and the width of the point
te pour déterminer les quantités de nuclides respectives. te to determine the respective quantities of nuclides.
Par un chargement continu de l'essoreuse en fluide radioactif et By a continuous loading of the wringer into radioactive fluid and
extraction de la fraction clarifiée par la dérivation 16, le cé- extraction of the clarified fraction by the derivation 16, the
sium (Cs) est extrait en même temps. Les raies gamma-Cs devien- sium (Cs) is extracted at the same time. The gamma-Cs lines become
nent alors relativement plus petites pour une sédimentation crois- are then relatively smaller for a growing sedimentation
sante de la fraction solide, tandis que les raies gamma du rho- of the solid fraction, while the rhombic gamma lines
dium (Rh) augmentent du fait de la croissance du gâteau solide 24. dium (Rh) increase due to the growth of the solid cake 24.
Au lieu du césium et/ou du rhodium, on peut également évaluer spec- Instead of cesium and / or rhodium, it is also possible to evaluate
troscopiquement de manière correspondante d'autres nuclides pré- correspondingly troscopically other nuclides pre-
sents dans le fluide radioactif.in the radioactive fluid.
La figure 2 représente la variation d'une mesure de remplissage/ Figure 2 shows the variation of a filling measurement /
charge du tambour d'essoreuse. Les valeurs et paramètres de mesu- load of the drum of the wringer. The values and measurement parameters
re peuvent être tirés de la figure 2. Tout d'abord, l'activité aug- re can be drawn from Figure 2. First, the activity increases
mente rapidement en correspondance de la quantité amenée de flui- quickly in correspondence with the amount of fluid brought
de radioactif jusqu'au remplissage complet du tambour (courbe A). radioactive until complete filling of the drum (curve A).
Le césium-137/134 et le cérium-144 ne sédimentent pas. Par une me- Cesium-137/134 and cerium-144 do not sediment. By a
sure continue, par exemple du spectre gamma du césium, on peut de sure, for example of the gamma spectrum of cesium, we can
ce fait en déduire la quantité de fluide amenée. this fact deduces the amount of fluid supplied.
Le rhodium-106 sédimente. On détecte que l'activité totale augmen- Rhodium-106 sediment. It is detected that the total activity increases
te par le gâteau de sédimentation qui se forme (courbe B) tandis by the sedimentation cake that forms (curve B) while
que la portion d'activité de la fraction fluide reste pratique- that the portion of activity of the fluid fraction remains practically
ment constante et diminue seulement faiblement, et en fait d'envi- constant and only slightly decreases, and in fact
ron 5% pour la charge maximale (sur le dessin, après un temps de 5% for the maximum load (in the drawing, after a
clarification d'environ 6 heures).clarification of about 6 hours).
Lorsque, après achèvement de l'opération de clarification, on sou- When, after completion of the clarification operation, it is
tire le fluide, l'activité diminue en correspondance - voir cour- draws the fluid, the activity decreases in correspondence - see
be C. La courbe D représente la chute rapide de l'activité au cours de la phase de rinçage suivante dans laquelle le gâteau sédimenté est C. Curve D represents the rapid drop in activity during the following rinsing phase in which the sedimented cake is
rincé et évacué du tambour.rinsed and evacuated from the drum.
Le procédé qui vient d'être décrit et le dispositif précédent con- The process just described and the previous device con-
viennent pour la détection de la combustion nucléaire d'élémnients combustibles. Pour détecter la combustion nucléaire, on relève, au cours de la come for the detection of nuclear combustion of combustible elements. In order to detect nuclear combustion, during the
phase initiale d'alimentation ou de remplissage (courbe A du dia- initial phase of feeding or filling (curve A of the di-
gramme de la figure 2), le spectre gamma du césium et/ou du cé- gram of Figure 2), the gamma spectrum of cesium and / or
rium à l'aide du spectromètre 28. Le calculateur intelligent 30 calcule. ensuite les hauteurs de pointe et les largeurs de pointe à partir des raies gamma du spectre gamma et détecte à partir de ces Using the spectrometer 28, the intelligent calculator 30 calculates. then peak heights and peak widths from the gamma gamma-ray lines and detects from these
grandeurs, de manière connue en soi, la combustion nucléaire. quantities, in a manner known per se, nuclear combustion.
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